CHNG 3 BE TONG VA VA XAY DNG

CH NG BÊ TÔNG VÀ V A XÂY D NG 3.1 Khái niệm phân loại bê tông 3.1.1 Khái niệm Bê tông lo i vật liệu đá nhân t o nhận cách đổ khuôn làm rắn hỗn hợp hợp lí bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu (cát, sỏi hay đá dăm) phụ gia Thành phần hỗn hợp bê tông ph i đ m b o cho sau th i gian rắn ph i đ t tính chất cho trước cư ng độ, độ chống thấm v.v Hỗn hợp nguyên liệu nhào trộn gọi hỗn hợp bê tông Hỗn hợp bê tông sau cứng rắn, chuyển sang tr ng thái đá gọi bê tông Trong bê tông, cốt liệu đóng vai trị khung chịu lực Hồ chất kết dính bao bọc xung quanh h t cốt liệu, chúng chất bôi trơn, đồng th i lấp đầy kho ng trống liên kết h t cốt liệu Sau cứng rắn, hồ chất kết dính gắn kết h t cốt liệu thành khối tương đối đồng gọi bê tông Bê tơng có cốt thép gọi bê tơng cốt thép Bê tơng lo i vật liệu giịn, cư ng độ chịu nén lớn, cư ng độ chịu kéo thấp (chỉ − cư ng độ chịu nén) Để khắc phục nhược điểm này, ngư i ta 15 10 thư ng đặt cốt thép vào để tăng cư ng kh chịu kéo bê tông kết cấu chịu uốn, chịu kéo Lo i bê tơng gọi bê tơng cốt thép Vì bê tơng cốt thép có lực bám dính tốt, có hệ số dãn n nhiệt xấp xỉ nhau, nên chúng làm việc đồng th i Nếu cốt thép b o vệ chống gỉ tốt với bê tông t o nên lo i vật liệu có tuổi thọ cao Cốt thép đặt bê tơng tr ng thái thư ng, tr ng thái có ứng suất (dự ứng lực) Chất kết dính xi măng lo i, th ch cao, vơi chất kết dính hữu (polime) Trong bê tơng xi măng cốt liệu thư ng chiếm 80 - 85%, xi măng chiếm 10 - 20% khối lượng Bê tông bê tông cốt thép sử dụng rộng rãi xây dựng chúng có ưu điểm sau: Cư ng độ chịu lực cao, chế t o lo i bê tơng có cư ng độ, hình d ng tính chất khác Giá thành rẻ, bền vững ổn định mưa nắng, nhiệt độ, độ ẩm Tuy chúng tồn t i nhược điểm: Nặng (ρv = 2200 - 2400kg/m3), cách âm, cách nhiệt (λ = 1,05 - 1,5 kCal/m.0C.h), kh chống ăn mòn 3.1.2 Phân loại a Theo dạng chất kết dính: Bê tơng xi măng, bê tơng silicat (chất kết dính vơi), bê tơng th ch cao, bê tơng chất kết dính hỗn hợp, bêtơng polime, bê tơng dùng chất kết dính đặc biệt b Theo dạng cốt liệu: Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tông cốt liệu đặc biệt (chống phóng x , chịu nhiệt, chịu axit) c Theo khối l ợng thể tích: 32 Bê tơng đặc biệt nặng (ρv > 2500kg/m3), chế t o từ cốt liệu đặc biệt, dùng cho kết cấu đặc biệt Bê tông nặng ( ρv = 2200 - 2500 kg/m3), chế t o từ cát, đá, sỏi thông thư ng dùng cho kết cấu chịu lực Bê tông tương đối nặng (ρv = 1800 - 2200 kg/m3), dùng chủ yếu cho kết cấu chịu lực Bê tông nhẹ ( ρv = 500 - 1800 kg/m3), gồm có bê tông nhẹ c t liệu rỗng (nhân t o hay thiên nhiên), bê tơng tổ ong (bê tơng khí bê tông bọt), chế t o từ hỗn hợp chất kết dính, nước, cấu tử silic nghiền mịn chất t o rỗng, bê tông h c lớn (không có cốt liệu nhỏ) Bêtơng đặc biệt nhẹ lo i bê tông tổ ong bê tông cốt liệu rỗng có ρv < 500 kg/m3 Do khối lượng thể tích bê tơng biến đổi ph m vi rộng nên độ rỗng chúng thay đổi đáng kể, bê tông tổ ong dùng để cách nhiệt có r = 70 - 85%, bê tơng thủy công r = - 10% d Theo công dụng Bê tông kết cấu thông thư ng: dùng kết cấu bê tơng cốt thép (móng, cột, dầm, sàn) Bê tông thủy công: dùng để xây dựng đập, âu thuyền, phủ lớp mái kênh, cơng trình dẫn nước Bê tông dùng cho mặt đư ng, sân bay, lát vỉa hè Bê tông dùng cho kết cấu bao che (thư ng bê tông nhẹ) Bê tông có cơng dụng đặc biệt bê tơng chịu nhiệt, chịu axit, bê tơng chống phóng x Trong ph m vi chương trình ta chủ yếu nghiên cứu bê tơng nặng dùng chất kết dính xi măng 3.2 Vật liệu chế tạo bê tông nặng 3.2.1 Xi măng a Vai trò Xi măng thành phần chất kết dính để liên kết h t cốt liệu với t o cư ng độ cho bê tông, chất lượng hàm lượng xi măng yếu tố quan trọng định cư ng độ chịu lực bê tông b Yêu cầu kỹ thuật Khi sử dụng xi măng để chế t o bê tông ta cần ý yêu cầu sau đây: Chọn chủng loại xi măng: Để chế t o bê tơng ta dùng xi măng pooclăng, xi măng pooclăng bền sunfat, xi măng pooclăng xỉ h t lò cao, xi măng pooclăng puzolan, xi măng pooclăng hỗn hợp, xi măng tỏa nhiệt lo i xi măng khác thỏa mãn yêu cầu quy ph m ph i chọn chủng lo i xi măng phù hợp với đặc điểm kết cấu tính chất mơi trư ng thi công để đ m b o tính bền vững lâu dài kết cấu Chọn mác xi măng để vừa ph i đ m b o cho bê tông đ t mác thiết kế, vừa ph i đ m b o yêu cầu kinh tế Nếu dùng xi măng mác thấp để chế t o bê tơng mác cao lượng xi măng sử dụng cho 1m3 bê tông nhiều nên không đ m b o kinh tế 33 Nếu dùng xi măng mác cao để chế t o bê tơng mác thấp lượng xi măng tính tốn để sử dụng cho 1m3 bê tơng khơng đủ để liên kết toàn h t cốt liệu với nhau, mặt khác tượng phân tầng hỗn hợp bê tông dễ x y ra, gây nhiều tác h i xấu cho bê tơng Vì cần ph i tránh dùng xi măng mác thấp để chế t o bê tông mác cao ngược l i không dùng xi măng mác cao để chế t o bê tông mác thấp Theo kinh nghiệm nên chọn mác xi măng theo mác bê tơng sau thích hợp (b ng - 1) B ng - 100 150 200 250 300 350 Mác bê tông 200 300 300-400 400 400-500 400-500 Mác xi măng Trong trư ng hợp dùng xi măng mác cao để chế t o bê tơng mác thấp cần khống chế lượng xi măng tối thiểu cho 1m3 bê tông (kg) ph i phù hợp với quy định (b ng - 2) B ng - 10 20 40 70 Kích th ớc lớn c a cốt liệu, Dmax, mm 220 200 180 160 Độ sụt c a hỗn hợp bê tơng 1÷10 cm 240 220 210 180 Độ sụt c a hỗn hợp bê tơng 11÷16 cm Sau chọn chủng lo i mác xi măng cần kiểm tra tiêu lý chủ yếu độ mịn, lượng nước tiêu chuẩn, th i gian đông kết, cư ng độ chịu lực thực tế v.v… để sử dụng cho phù hợp theo số liệu t i th i điểm sử dụng 3.2.2 N ớc a Vai trò Nước thành phần giúp cho xi măng ph n ứng t o s n phẩm thủy hóa làm cho cư ng độ bê tông tăng lên Nước t o độ lưu động cần thiết để q trình thi cơng dễ dàng b.u cầu kỹ thuật Nước để chế t o bê tông ph i đ m b o chất lượng tốt, không gây nh hư ng xấu đến th i gian đông kết rắn xi măng không gây ăn mòn cho cốt thép Nước dùng lo i nước dùng cho sinh ho t nước máy, nước giếng Các loại nước không dùng nước đầm, ao, hồ, nước cống rãnh, nước chứa dầu mỡ, đư ng, nước có chứa sunfat lớn 0,27% (tính theo hàm lượng ion SO 24- ), lượng hợp chất hữu vượt 15mg/l, độ pH nhỏ lớn 12,5 Nước biển dùng để chế t o bê tông cho kết cấu làm việc nước biển, tổng lo i muối không vượt 35g lít nước biển Tuỳ theo mục đích sử dụng hàm lượng t p chất khác ph i tho mãn TCVN 302:2004 3.2.3 Cốt liệu nhỏ:Cát a Vai trò 34 Cát cốt liệu nhỏ với xi măng, nước t o vữa xi măng để lấp đầy lỗ rỗng h t cốt liệu lớn (đá, sỏi) bao bọc xung quanh h t cốt liệu lớn t o khối bê tông đặc Cát thành phần với cốt liệu lớn t o khung chịu lực cho bê tông Cát dùng để chế t o bê tơng cát thiên nhiên hay cát nhân t o có cỡ h t từ 0,14 đến mm b Yêu cầu kỹ thuật (TCVN 7570:2006) Chất lượng cát để chế t o bê tông nặng phụ thuộc chủ yếu vào thành phần h t, độ lớn hàm lượng t p chất, yêu cầu kỹ thuật cát Thành phần hạt Cát có thành phần h t hợp lý độ rỗng nhỏ, lượng xi măng ít, cư ng độ bê tông cao Thành phần h t cát xác định cách lấy 1000g cát (đã sấy khơ) lọt sàng có kích thước mắt sàng mm để sàng qua lưới sàng có kích thước mắt sàng 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 mm Sau sàng cát lưới sàng có kích thước mắt sàng từ lớn đến nhỏ ta xác định lượng sót riêng biệt lượng sót tích lũy sàng Lượng sót riêng biệt: (%) tỷ số lượng sót sàng so với tồn lượng cát đem thí nghiệm: a i = m i ⋅ 100(%) m Trong đó: - mi : lượng cát cịn sót l i sàng i, g - m : lượng cát đem sàng, g Tính lượng sót tích lũy : (%) sàng, tổng lượng sót riêng biệt kể từ sàng lớn a2,5 đến sàng cần xác định Ai = a2,5 + a1,25 + + , % Thành phần h t cát cần ph i thỏa mãn theo TCVN 7570:2006 (b ng - 3) B ng - 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 Kích th ớc mắt sàng, mm 15-45 35-70 70-90 90-100 L ợng sót tích lũy sàng, % 0-20 Từ yêu cầu thành phần h t theo TCVN 7570:2006 ta xây dựng biểu đồ chuẩn (hình -1) Sau sàng phân tích tính kết qu lượng sót tích lũy ta vẽ đư ng biểu diễn cấp phối h t Nếu đư ng biểu diễn cấp phối h t nằm ph m vi cho phép lo i cát có đủ tiêu chuẩn thành phần h t để chế t o bê tông Độ lớn Độ lớn cát có nh hư ng đến lượng dùng xi măng biểu thị mơđun độ lớn Hình 3-1: Biểu đồ xác định thành phần hạt cát Mô đun độ lớn (Mđl) xác 35 định công thức: Mđl = A2,5 + A1, 25 + A0, 63 + A0,315 + A0,14 100 Trong đó: - A2,5; A1,25; A0,63; A0,315; A0,14: Lượng sót tích lũy sàng có kích thước mắt sàng tương ứng 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 mm Theo mơđun độ lớn, khối lượng thể tích xốp, lượng h t nhỏ 0,14 mm đư ng biểu diễn thành phần h t, cát dùng cho bê tông nặng chia làm nhóm: to, vừa, nhỏ nhỏ (b ng - 4) B ng - M c theo nhóm cát Tên tiêu To Vừa Nhỏ Rất nhỏ Lớn 2,5 đến đến nhỏ 0,7 đến nhỏ Mô đun độ lớn đến 3,3 2,5 hơn 2.Khối lượng thể tích xốp, 1400 1300 1200 1150 kg/m3, khơng nhỏ 3.Lượng h t nhỏ 0,14 mm tính % khối lượng 10 10 20 35 cát, không lớn Tùy theo nhóm cát mà đư ng biểu diễn thành phần h t nằm vùng g ch biểu đồ sau (b ng 3-5 hình 3-2) B ng 3-5 Nhóm cát To Vừa Nhỏ Rất nhỏ Vùng Vùng Vùng Vùng Cát đ m b o tiêu b ng 3-4, thuộc nhóm to vừa cho phép sử dụng cho bê tông tất c mác, cát nhóm nhỏ phép sử dụng cho bê tơng mác tới 300, cịn cát nhóm nhỏ phép sử dụng cho bê tông mác tới 100 L ợng tạp chất Cát s ch chất lượng bê tơng tốt TCVN Theo 7570:2006 cát dùng cho bê tông nặng ph i đ m b o độ s ch theo quy Hình 3-2: Biểu đồ xác định nhóm cát định b ng 3-6 36 B ng 3-6 Tên tiêu M c theo mác bê tông Nhỏ h n 100 150 - 200 Lớn h n 200 Sét, sét, t p chất khác d ng cục Lượng h t 5mm, tính % khối lượng cát, khơng nhỏ Hàm lượng muối gốc sunfat, sunfit tính SO3, tính % khối lượng cát, khơng lớn Hàm lượng mi ca, tính % khối lượng cát, không lớn Hàm lượng bùn, bụi, sét tính % khối lượng cát, khơng lớn Không Không Không 10 10 10 1 1,5 1 3 Đối với bê tông mác 400 tr lên hàm lượng bùn, bụi sét không lớn 1% khối lượng cát Khi cát ẩm thể tích bị biến đổi, độ ẩm - 7% thể tích cát tăng lên 20 ÷ 30% Vì định lượng cát theo thể tích cần ph i hiệu chỉnh l i thể tích theo độ ẩm thực tế 3.2.4 Cốt liệu lớn: Đá (sỏi) a Vai trò Đá, sỏi cốt liệu lớn có cỡ h t từ - 70mm, chúng t o khung chịu lực cho bê tơng Sỏi có đặc điểm h t trịn nhẵn, độ rỗng diện tích mặt ngồi nhỏ nên cần nước, tốn xi măng mà dễ đầm, dễ đổ, lực dính kết với vữa xi măng nhỏ nên cư ng độ bê tông thấp bê tơng dùng đá dăm Ngồi đá dăm sỏi chế t o bê tơng cịn dùng sỏi dăm (dăm đập từ sỏi) b Yêu cầu kỹ thuật (TCVN 7570:2006) Chất lượng hay yêu cầu kỹ thuật cốt liệu lớn đặc trưng b i tiêu thành phần h t, độ lớn hàm lượng t p chất Thành phần hạt Thành phần h t cốt liệu lớn xác định thơng qua thí nghiệm sàng kg đá (sỏi) khơ sàng tiêu chuẩn có kích thước lỗ sàng 70; 40; 20; 10; mm Sau sàng ngư i ta xác định lượng sót riêng biệt (ai ) lượng sót tích lũy (Ai), đồng th i xác định đư ng kính lớn Dmax đư ng kính nhỏ Dmin cốt liệu Dmax đư ng kính lớn cốt liệu tương ứng với cỡ sàng có lượng sót tích lũy nhỏ gần 10% Dmin đư ng kính nhỏ cốt liệu tương ứng với cỡ sàng có lượng sót tích lũy lớn gần 90% Thành phần h t đá (sỏi) ph i thỏa mãn theo TCVN 7570:2006 (b ng 3- 7) 37 Kích th ớc lỗ sàng Dmin Lượng sót tích lũy sàng % 90 - 100 (D + D max 40 - 70 ) B ng - Dmax 1,25Dmax - 10 Từ yêu cầu thành phần h t theo tiêu chuẩn ngư i ta xây dựng biểu đồ chuẩn (hình - 3) Sau sàng phân tích tính kết qu lượng sót tích lũy, ta vẽ đư ng biểu diễn cấp phối h t Nếu đư ng biểu diễn cấp phối h t nằm ph m vi cho phép lo i đá (sỏi) có đủ tiêu chuẩn thành phần h t để chế t o bê tơng Đ ờng kính cỡ hạt lớn Đư ng kính cỡ h t lớn đá (sỏi, sỏi dăm) chọn để sử dụng ph i đ m b o đồng th i yêu cầu sau đây: Khơng vượt q 1/5 kích thước nhỏ mặt ván khuôn Không vượt q 3/4 kích thước thơng thuỷ hai cốt thép kề Hình 3-3: Biểu đồ thành phần hạt c t liệu lớn Không vượt 1/3 chiều dày tấm, b n Không vượt 1/3 đư ng kính ống bơm bê tơng (với bê tơng sử dụng công nghệ bơm) Trong thực tế đá dăm, sỏi phân cỡ h t sau : - Từ đến 10 mm - Lớn 10 đến 20 mm - Lớn 20 đến 40 mm - Lớn 40 đến 70 mm Trong thành phần h t cốt liệu lớn hàm lượng h t thoi, dẹt không vượt 35% theo khối lượng, hàm lượng h t mềm yếu phong hóa khơng lớn 10% theo khối lượng Hàm l ợng tạp chất Theo quy ph m hàm lượng t p chất sunfat sunfit (tính theo SO3) đá dăm, sỏi sỏi dăm không vượt 1% theo khối lượng Hàm lượng h t sét, bùn, bụi xác định cách rửa không vượt trị số b ng - Trong cục sét khơng vượt qúa 0,25% Khơng cho phép có màng sét bao phủ h t đá dăm, sỏi t p chất bẩn khác gỗ mục, cây, rác lẫn vào * Ghi : Hạt thoi dẹt hạt có chiều rộng chiều dày nh hay 1/3 chiều dài Hạt mềm yếu hạt đá dăm có giới hạn bền nén trạng thái bão hòa nước nh 200.105 N/mm2 38 Hạt phong hóa hạt đá dăm nguồn g c mácma có giới hạn bền nén trạng thái bão hòa nước nh 800.105 N/mm2, hạt đá dăm nguồn g c biến chất có giới hạn bền nén trạng thái bão hịa nước nh 400.105 N/mm2 B ng 3-8 Hàm l ợng sét, bùn, bụi cho phép không lớn h n, % khối l ợng Loại cốt liệu Đối với bê tông Đối với bê tông mác d ới 300 mác 300 cao h n Đá dăm từ đá mác ma đá biến chất 2 Đá dăm từ đá trầm tích 3 Sỏi sỏi dăm 1 3.2.5 Phụ gia a Vai trị Trong cơng nghệ chế t o bê tơng nay, phụ gia sử dụng phổ biến Phụ gia thư ng có tác dụng c i thiện tính chất b n hỗn hợp bê tơng bê tơng Mỗi lo i phụ gia có tác dụng khác tăng tính dẻo, gi m lượng nưóc nhào trộn, chậm đơng kết, rắn nhanh v.v… b Phân loại Theo TCVN 324:2004, phụ gia hố học dùng cho bê tơng vữa chia thành nhóm - Phụ gia hố dẻo gi m nước - Phụ gia chậm đông kết - Phụ gia đóng rắn nhanh - Phụ gia hố dẻo chậm đơng kết - Phụ gia hố dẻo đóng rắn nhanh - Phụ gia siêu dẻo (gi m nước mức cao) - Phụ gia siêu dẻo chậm đông kết c Một số loại phụ gia th ờng dùng * Phụ gia hóa dẻo KĐT2 (do Việt Nam s n xuất) ♦ Cơng dụng: - Tăng tính dẻo cho hỗn hợp bê tông, gi m nước trộn - Làm chậm đông kết XM - Tăng cư ng độ bê tông gi m ÷ 8% XM - Chống nứt cho bê tơng khối lớn tác dụng làm chậm q trình tỏa nhiệt ♦ Đặc tính kỹ thuật ( 20 TCVN 173: 89) - D ng lỏng, mầu đen - Dễ phân tán nước - Độ pH : 10 -12 - ρv : 1,15 - 1,19 (g/ml) - Không chứa hợp chất có Clo * Phụ gia siêu dẻo SD - 83 (do Việt Nam s n xuất) ♦ Công dụng: 39 - Chế t o hỗn hợp bê tơng có độ sụt cao dùng thi cơng theo phương pháp bơm phun, tự đầm, chế t o cấu kiện bê tơng cốt thép dày, có hình d ng phức t p - Gi m 18-25 % lượng nước trộn bê tông, tăng cư ng độ nén bê tông tuổi 28 ngày 20-40 %, chế t o bê tông cư ng độ cao, chống thấm tốt, tiết kiệm xi măng Tăng tốc độ phát triển cư ng độ bê tông, hiệu qu chế t o cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn, bê tông thi cơng t i chỗ ♦ Đặc tính kỹ thuật: - Là chất lỏng màu nâu đen, không chứa Clo - ρv : 1,15-1,19 (g/ml) * Phụ gia SIKAMENT R4 (do hãng Si ka - Thuỵ Sĩ s n xuất) ♦ Cơng dụng Sikament R4 chất hố dẻo hiệu qu cao có tác dụng kéo dài th i gian đông kết để s n xuất bê tông ch y điều kiện khí hậu nóng, đồng th i tác nhân gi m nước làm tăng cư ng độ cuối cho bê tông Sikament R4 đem l i đặc tính sau: - Kh gi m nước đến 20%, đặc biệt thích hợp với khí hậu nóng - Hiệu qu tăng dẻo cao mà không cần tăng tỷ lệ nước/ximăng h n chế tượng bê tông bị phân tầng, trì độ sụt bê tơng lâu dài - Cư ng độ ban đầu sau bê tông tăng cách đáng kể - Gi m tượng co ngót, tăng kh chống thấm Sikament R4 dùng cho bê tông ch y thi cơng: Tấm sàn, cấu kiện mỏng có mật độ cốt thép dày, tư ng cột, dầm ♦ Đặc tính kỹ thuật - Màu nâu đậm, khối lượng riêng 1,18 - 1,2 (kg/l) - Đóng gói 5; 25; 200 lít/thùng * Phụ gia SIKAMENT 163 EX (do hãng Sika - Thụy Sĩ s n xuất) ♦ Công dụng Sikament 163 EX dùng tương tự phụ gia Sikament R4, làm gi m nước hiệu qu cao chất siêu hoá dẻo để s n xuất bê tơng có cư ng độ cao khí hậu nóng Tác dụng kép Sikament 163EX làm cho bê tông đông cứng nhanh với cư ng độ ban đầu cư ng độ cuối cao Sikament 163EX đem l i đặc tính sau: - Kh gi m nước đến 25% - C i thiện tính thi công cách đáng kể mà không cần tăng nước - Thúc đẩy q trình rắn sau đơng kết - Cư ng độ ban đầu sau tăng đáng kể, kho ng 30% - Đặc biệt thích hợp cho việc đúc bê tơng nhiệt độ cao - Tăng kh chống thấm, c i thiện bề mặt hồn thiện, tăng kh chống ăn mịn, gi m co ngót, khơng ăn mịn cốt thép Sikament 163EX dùng cho bê tông ch y lo i kết cấu sau: - Tấm sàn móng, tư ng, cột, dầm - Cấu kiện mỏng có mật độ cốt thép dày - Bê tông dự ứng lực 40 - Cấu kiện bê tông s n xuất xí nghiệp đúc sẵn cho nơi cần tháo khuôn nhanh sớm chịu t i ♦ Đặc tính kỹ thuật - Màu nâu - ρv :1,18 - 1,2 (kg/l) - Đóng gói: 5; 25; 200 lít/thùng - Liều lượng: 0,6 - 1,5lít/100kg ximăng * Phụ gia SIKAMENT NN ♦ Đặc tính kỹ thuật Sikament NN dung dịch có tính vừa chất siêu dẻo dùng để s n xuất bê tông ch y lỏng tác nhân gi m nước đáng kể để đ t cư ng độ ban đầu cuối cao Khối lượng riêng: 1,18 - 1,22 kg/lít Đóng gói: 5; 25; 200 lít/thùng Liều lượng: 0,6-2lít/100kg xi măng ♦ Công dụng - Gi m nước đến 30% tuỳ thuộc vào liều lượng phụ gia - Tăng tính thi cơng đổ bê tơng cho cấu kiện móng có cốt thép dày đặc - Gi m khối lượng cơng việc đầm - Đơng kết bình thư ng khơng bị trì hỗn - Gi m đáng kể rủi ro bị phân tầng - Sau 16 gi cư ng độ nén tăng 100% - Cư ng độ sau 28 ngày tăng 40% Sikament NN dùng để s n xuất bêtơng ch y cho: - Tấm sàn móng, tư ng cột trụ cầu - Cấu kiện mỏng có mật độ cốt thép dày - Sikament NN tác nhân gi m nước giúp bê tông sớm đ t cư ng độ cao cấu kiện bê tông đúc sẵn bê tông dự ứng lực 3.3 Tính dẻo c a hỗn hợp bê tơng 3.3.1 Các tiêu đánh giá tính dẻo Tính tính dẻo( tính cơng tác, tính dễ t o hình) tính chất kỹ thuật b n hỗn hợp bê tông, biểu thị kh lấp đầy khn đ m b o độ đồng điều kiện đầm nén định Tính dẻo đựợc đánh giá độ lưu động (độ sụt SN, cm) khối hỗn hợp bê tơng khn hình nón cụt có kích thước tùy thuộc vào cỡ h t lớn cốt liệu (hình 3-4 b ng 39) độ cứng (ĐC, s) Hình 3-4: Khn nón cụt a Độ sụt (độ l u động) Tay cầm; Thành khuôn; Độ sụt khối hỗn hợp bê tông G i đặt chân; Đường hàn tán xác định khn hình nón 41 a Khái niệm mác bê tông theo độ chống thấm Dưới áp lực thuỷ tĩnh nước thấm qua lỗ rỗng mao qu n Thực tế nước thấm qua lỗ rỗng có đư ng kính lớn 1μm, màng nước hấp phụ mao qu n có chiều dày đến 0,5μm Đối với cơng trình có u cầu cầu độ chống thấm nước cần ph i xác định độ chống thấm theo áp lực thuỷ tĩnh thực dụng Mác bê tông theo độ chống thấm áp lực nước tối đa (atm) mà áp lực có mẫu thử hình trụ d = h = 150 mm chưa bị nước thấm qua Căn vào tiêu chia bê tông thành lo i mác chống thấm: CT-2, CT-4, CT-6, CT-8, CT-10, CT-12 b Ph ng pháp xác định (TCVN 3116:1993) Để kiểm tra mức độ chống thấm bê tơng cần chuẩn bị mẫu thí nghiệm hình trụ d = h = 150 mm Sau lắp mẫu vào thiết bị thí nghiệm (hình 3-9) bơm nước t o áp lực tăng dần cấp, cấp daN/cm2 Th i gian giữ mẫu cấp áp lực nước 16 gi Tiến hành tăng áp tới thấy bề mặt viên mẫu xuất nước thấm qua khố van ngừng thử viên mẫu Sau tiếp tục thử mẫu cịn l i Hình 3-9: Thiét bị xác định tính ch ng thấm bêtơng 1.Bơm ; 2.Thùng đẳng áp ; 3.Đồng hồ áp lực ; 4.Van chịu áp lực ; 5.Mẫu thử ; Áo mẫu c Các biện pháp nâng cao khả chống thấm Để nâng cao kh chống thấm cho bê tông cần lựa chọn thành phần vật liệu cách hợp lý, nhào trộn kỹ, đầm chặt tốt b o dưỡng kịp th I thư ng xuyên 3.5 Xác định thành phần vật liệu cho bê tông nặng 3.5.1 Khái niệm Thiết kế thành phần bê tông tìm tỷ lệ hợp lý lo i nguyên vật liệu nước, xi măng, cát, đá sỏi cho 1m3 bê tông cho đ t tiêu kỹ thuật kinh tế Thành phần bêtông biểu thị khối lượng lo i vật liệu dùng 1m3 bê tông hay tỷ lệ khối lượng (hoặc thể tích) đơn vị khối lượng (hoặc thể tích) xi măng Để tính tốn thành phần bê tông ph i dựa vào số điều kiện như: 50 Cường độ bê tông yêu cầu (mác bê tông): Thông thư ng ngư i ta lấy cư ng độ chịu nén bê tông sau 28 ngày dưỡng hộ làm cư ng độ yêu cầu Tính chất cơng trình: Ph i biết cơng trình làm việc mơi trư ng nào, khơ hay nước, có mơi trư ng xâm thực m nh không Đặc điểm kết cấu công trình: Kết cấu có cốt thép hay khơng có cốt thép, cốt thép dày hay thưa, biết tiết diện cơng trình rộng hay hẹp Mục đích để lựa chọn độ dẻo hỗn hợp bê tông độ lớn đá (sỏi) cho hợp lý Điều kiện nguyên vật liệu : Như mác lo i xi măng, lo i cát, đá dăm hay sỏi tiêu lý chúng Điều kiện thi công: Thi công giới hay thủ công Để xác định thành phần bê tơng ta dùng nhiều phương pháp khác tính tốn kết hợp với thực nghiệm tra b ng có sẵn kiểm tra thực nghiệm 3.5.2 Cách xác định thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông ph ng pháp tính tốn kết hợp với th c nghiệm a Ngun tắc c a ph ng pháp Phương pháp tính tốn lý thuyết kết hợp với việc tiến hành kiểm tra thực nghiệm dựa s lý thuyết "thể tích tuyệt đối“ theo phương pháp Bolomey-Skramtaev, nghĩa tổng thể tích tuyệt đối (hồn tồn đặc) vật liệu 1m3 bê tơng 1000 (lít): VX + VN + VC + VĐ = 1000 (lít) (3-5) Trong : - VX, VN, VC, VĐ: Thể tích hồn toàn đặc xi măng, nước, cát, đá 1m3 bê tơng, lít b Các b ớc th c B ớc 1: Tính s thành phần vật liệu cho 1m3 bê tơng Lựa chọn tính cơng tác (độ sụt, độ cứng): Căn vào đặc điểm kết cấu chọn tiêu độ sụt (SN, cm) theo b ng 3-11 Xác định lượng nước: Căn vào tiêu tính cơng tác lựa chọn, lo i cốt liệu lớn, cỡ h t lớn cốt liệu (Dmax), mô đun độ lớn cát tra b ng 3-17 để tìm lượng nước cho 1m3 bê tơng B ng 3-17 Kích th ớc hạt lớn c a đá dăm, Dmax, mm 10 20 40 70 Số Độ Mô đun độ lớn c a cát, Mdl th sụt,cm t 1,5÷ 2,0÷ 2,5÷ 1,5÷ 2,0÷ 2,5÷ 1,5÷ 2,0÷ 2,5÷ 1,5÷ 2,0÷ 2,5÷ 1,9 2,4 3,0 1,9 2,4 3,0 1,9 2,4 3,0 1,9 2,4 3,0 1 ÷ 195 190 185 185 180 175 175 170 165 165 160 155 ÷ 205 200 195 195 190 185 185 180 175 175 170 165 ÷ 210 205 200 200 195 190 190 185 180 180 175 170 ÷ 215 210 205 205 200 195 195 190 185 185 180 175 ÷ 10 220 215 210 210 205 200 200 195 190 190 185 180 11 ÷ 12 225 220 215 215 210 205 205 200 195 195 190 185 51 Lượng nước xác định b ng ứng với cốt liệu lớn đá dăm, xi măng pooclăng thông thư ng có giá trị khơng đổi lượng xi măng sử dụng tính cho 1m3 bê tơng kho ng 200÷400 kg/m3 Khi lượng xi măng sử dụng tính cho 1m3 bê tơng lớn 400 kg/m3 lượng nước tra b ng điều chỉnh theo nguyên tắc cộng thêm 1lít cho 10 kg xi măng tăng Phụ gia sử dụng d ng bột tính xi măng để điều chỉnh lượng nước Khi sử dụng cốt liệu lớn sỏi, lượng nước gi m 10 lít Khi sử dụng xi măng pooclăng hỗn hợp, xi măng pooclăng xỉ lượng nước cộng thêm 10 lít Khi sử dụng xi măng pooclăng puzolan, lượng nước cộng thêm 15 lít Khi sử dụng cát có Mđl = 1÷1,4 lượng nước tăng thêm lít Khi sử dụng cát có Mđl >3 lượng nước gi m lít X : Xác định tỷ lệ N X tính theo cơng thức Bolomey-Skramtaev sau : Tỷ lệ N Rb ⎞ X ⎛X = + 0,5 = 1,4 ÷ 2,5 ⎟ : A.R x ⎠ N ⎝N Rb ⎞ X ⎛X = − 0,5 > 2,5 ⎟ : - Đối với bê tông cư ng độ cao ⎜ A R x ⎠ N ⎝N - Đối với bê tông thư ng ⎜ (3-6) (3-7) Trong : - Rb : Cư ng độ bê tông ( kG/cm2 ), lấy mác bê tông yêu cầu theo cư ng độ nhân với hệ số an toàn 1,1 tr m trộn tự động; 1,15 tr m trộn cân đong thủ công - Rx : Cư ng độ thực tế xi măng, kG/cm2 - A, A1: Hệ số chất lượng vật liệu xác định theo b ng 3-15 ⎛X ⎞ ⎟ N (kg) (3-8) Xác định lượng xi măng : X = ⎜ N ⎝ ⎠ X Trong đó: tỷ lệ lượng nước N xác định N Đem so sánh lượng xi măng tìm với lượng xi măng tối thiểu (b ng 3-2), thấp ph i lấy lượng xi măng tối thiểu để tính tiếp Để giữ nguyên X cư ng độ bê tơng theo thiết kế ban đầu tỷ lệ ph i khơng thay đổi, N lượng nước ph i tính l i Khi lượng xi măng tính lớn 400 kg cần hiệu chỉnh l i lượng nước theo nguyên tắc cộng thêm lít cho 10 kg xi măng tăng Sau giữ nguyên tỷ lệ X tính tính l i lượng xi măng theo lượng nước hiệu chỉnh N Hàm lượng phụ gia (PG) tính theo % hàm lượng xi măng 52 Xác định lượng c t liệu lớn (đá s i) c t liệu nh : Để xác định lượng cốt liệu lớn nhỏ ph i dựa vào nguyên tắc nêu, tức thể tích 1m3 (hoặc 1000 lít) hỗn hợp bê tơng sau đầm chặt bao gồm thể tích hồn tồn đặc cốt liệu thể tích hồ xi măng Gọi thể tích hồn tồn đặc xi măng, nước, cát, đá (sỏi) VX; VN; VC; VĐ ta có : VX + VN + VC + VĐ = 1000 X C Ð + N + + = 1000 (3-9) Hay ρX ρC ρÐ Mặt khác vữa xi măng (xi măng, nước cát) 1m3 hỗn hợp cần ph i nhét đầy lỗ rỗng có kể đến hệ số dư vữa α bao bọc h t cốt liệu lớn hỗn hợp bê tông đ t độ dẻo cần thiết Xuất phát từ ta biểu diễn tương quan đ i lượng phương trình sau : X C Ð + N + = ⋅ rÐ ⋅ α (3-10) ρX ρC ρ VÐ Hình 3-10: Biểu đồ xác định hệ s trượt Trong : (hệ s dư vữa) - ρĐ , ρVĐ : Khối lượng riêng, khối lượng thể tích đá (sỏi), kg/l - rĐ : Độ rỗng đá (sỏi) - α: Hệ số trượt (hệ số dư vữa) Đối với hỗn hợp bê tơng cứng α = 1,05÷1,15 Đối với hỗn hợp bê tơng dẻo cần SN = 2÷12 cm giá trị α tra theo biểu đồ (hình 3-10) b ng 3-17 Để xác định giá trị α cần xác định thể tích hồ xi măng: X + N (lít) (3-11) VH = ρX Từ (3-6) (3-7) ta tính lượng cốt liệu lớn : Ð= hoặc: Lượng cát: Ð = 1000 α rÐ + ρVÐ ρÐ (kg) ρ vÐ (kg) rD (α − 1) + ⎡ ⎛ X Ð + N + C = ⎢1000 − ⎜⎜ ρÐ ⎝ ρX ⎣ (3-12) (3-13) ⎞⎤ ⎟⎟ ⎥ ρ C (kg) (3-14) ⎠⎦ Trong : - ρX ; ρC : Khối lượng riêng xi măng, cát (kg/l) - Hệ số dư vữa α dùng cho hỗn hợp bê tông dẻo Hệ số dư vữa b ng dùng cho hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu lớn đá dăm, dùng sỏi giá trị α b ng cộng thêm 0,06 53 Thành phần cấp phối cho 1m3 bê tông biểu thị khối lượng nguyên vật liệu (kg) tỷ lệ pha trộn theo khối lượng, lấy khối lượng xi măng làm chuẩn B ng 3-18 X Mô Hệ số d v a α ng với thể tích hồ xi măng VH = + N (l/m3) ρx đun độ lớn 250 275 300 325 350 375 400 425 450 c a cát 225 1,33 1,38 1,43 1,48 1,52 1,56 1,59 1,62 1,64 1,66 3,0 1,30 1,35 1,40 1,45 1,49 1,53 1,56 1,59 1,61 1,63 2,75 1,26 1,31 1,36 1,41 1,45 1,49 1,52 1,55 1,57 1,59 2,4 1,24 1,29 1,34 1,39 1,43 1,47 1,5 1,53 1,55 1,57 2,25 1,22 1,27 1,32 1,37 1,41 1,45 1,48 1,51 1,53 1,55 2,0 1,14 1,19 1,24 1,29 1,33 1,37 1,40 1,43 1,45 1,47 1,75 1,07 1,12 1,17 1,22 1,26 1,30 1,33 1,36 1,38 1,40 1,5 Sau tính thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông cần lập thành phần định hướng - Thành phần (thành phần b n) tính - Thành phần thành phần tăng 10% xi măng so với lượng xi măng thành phần Lượng nước thành phần 1, X > 400 kg lượng nước ph i hiệu chỉnh l i Thành phần cốt liệu lớn nhỏ tính l i theo lương xi măng lượng nước hiệu chỉnh - Thành phần thành phần gi m 10% xi măng so với lượng xi măng thành phần Lượng nước thành phần Thành phần cốt liệu lớn nhỏ tính l i theo lượng xi măng Ví dụ: Tính tốn thành phần vật liệu cho bê tơng mác 200 (theo cư ng độ chịu nén, kG/cm2) tuổi 28 ngày Mẫu chuẩn 150 x 150 x 150 mm Bê tơng khơng có u cầu đặc biệt, mơi trư ng sử dụng thông thư ng Điều kiện thi công giới Đặc điểm kết cấu: sàn BTCT, dày 10cm, giới h n Dmax 20 mm Vật liệu chế t o: - Xi măng Nghi Sơn PCB 30 Cư ng độ thực tế: 37,8 N/mm2 (thí nghiệm theo TCVN 6016:1995) Khối lượng riêng : ρx= 3,1 g/cm3 - Sỏi có khối lượng riêng : ρđ = 2,56 g/cm3, khối lượng thể tích xốp : ρvđ = 1520 kg/m3 Đư ng kính h t lớn Dmax= 20mm Độ rỗng sỏi Vr = 41,0% - Cát vàng có khối lượng riêng: ρc = 2,62 g/cm3 Mô đun độ lớn: Mđl = 2,5 Khơng có lượng h t 5mm - Phụ gia: khơng sử dụng Trình tự tính tốn thành phần bê tông sau: - Chọn độ sụt: Căn vào đặc điểm kết cấu bê tông tra b ng 3-11, chọn SN=7÷8cm 54 - Xác định lượng nước N: Căn vào độ sụt, mô đun độ lớn cát Dmax tra b ng 3-17 N =195 lít, dùng sỏi nên ph i gi m 10 lít N = 185lít - Xác định tỉ lệ X /N: áp dụng công thức (3-6) với hệ số A = 0,50 (tra b ng 315) Rb X 200.1,15 = + 0,5 = + 0,5 = 1,712 N A.R x 0,50.378 - Xác định hàm lượng ximăng X: áp dụng công thức (3-8): X X = ( ).N=1,712.185 = 317 kg N So sánh lượng xi măng tính với lượng xi măng tối thiểu qui định (b ng 3-2) thấy đ t yêu cầu, không ph i điều chỉnh - Hiệu chỉnh N: X< 400 kg nên không ph i hiệu chỉnh - Xác định hàm lượng phụ gia : không sử dụng - Xác định hàm lượng cốt liệu lớn (sỏi): Để xác định hệ số dư vữa α cần tính thể tích hồ xi măng, áp dụng công thức X 317 +N= + 185 = 287 (lít) VH = (3.9): ρX 3,1 Xác định hệ số dư vữa α: tra b ng 5-18 : có α = 1,38 dùng sỏi nên ph i thêm 0,06, α = 1,38+0,06 =1,44 Xác định hàm lượng cốt liệu lớn Đ: Áp dụng công thức (3-13): ρ vÐ 1520 = = 1287 kg Ð= rd (α − 1) + 0.41.(1,44 − 1) + Xác định hàm lượng cốt liệu nhỏ C: Áp dụng công thức (3-14): ⎡ ⎡ ⎛ X Ð N ⎞⎤ ⎛ 317 1287 ⎞⎤ + + 185 ⎟⎥.2,62 = 550(kg ) + ⎟⎟⎥.ρ c = ⎢1000 − ⎜ C = ⎢1000 − ⎜⎜ + ⎝ 3,1 2,56 ⎠⎦ ⎝ ρ x ρ Ð ρ n ⎠⎦ ⎣ ⎣ Lập thành phần định hướng: Lấy thành phần 1là thành phần s kết qu tính tốn ta tính thêm thành phần để lập thành thành phần định hướng Thành phần thành phần ứng với lượng xi măng tăng, gi m 10% lượng cốt liệu tính l i theo trình tự bước nêu Sau tính tốn ta có thành phần định hướng sau: Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông Thành phần bê tơng X,kg C, kg Đ, kg N, lít PG, lít Thành phần 1- Cơ s 317 500 1287 185 Thành phần 2-tăng 10% xi măng 349 536 1274 185 Thành phần 3-gi m 10% xi măng 285 567 1297 185 B ớc 2: Kiểm tra th c nghiệm Bước tính sơ ta xác định lượng xi măng, nước, cát, đá (sỏi) cho 1m hỗn hợp bê tơng Song q trình tính ta dựa vào số b ng tra, biểu 55 đồ, công thức, mà điều kiện thành lập b ng tra, biểu đồ cơng thức khác với với điều kiện thực tế Vì ph i kiểm tra thực nghiệm để xem với liều lượng vật liệu tính tốn hỗn hợp bê tơng bê tơng có đ t u cầu kỹ thuật khơng Khi thí nghiệm ph i đồng th i tiến hành kiểm tra thành phần tính bước sơ bộ, thơng qua chọn thành phần đáp ứng yêu cầu chất lượng bê tông, điều kiện thi công cho đủ s n lượng 1m3 Trình tự thực sau: *Tính liều lượng vật liệu cho mẻ trộn thí nghiệm: Tùy thuộc vào số lượng mẫu, kích thước mẫu bê tông cần đúc để kiểm tra cư ng độ mà trộn mẻ hỗn hợp bê tông với thể tích chọn theo b ng 3-19 B ng 3-19 Mẫu lập ph ng Thể tích mẻ trộn với số viên mẫu cần đúc, lít kích th ớc cạnh, cm 12 10 x 10 x 10 12 16 15 x 15 x 15 12 24 36 48 20 x 20 x 20 25 50 75 100 30 x 30 x 30 85 170 255 340 Từ liều lượng vật liệu 1m3 bê tơng tính bước tính sơ cho thành phần xác định khối lượng vật liệu cho mẻ trộn theo thể tích cần có * Kiểm tra tính công tác hỗn hợp bê tông : Đột sụt độ cứng Khi kiểm tra độ sụt x y trư ng hợp sau: - Độ sụt thực tế độ sụt yêu cầu - Độ sụt thực tế nhỏ hay lớn độ sụt yêu cầu Khi kiểm tra độ cứng x y trư ng hợp tương tự : - Độ cứng thực tế độ cứng yêu cầu - Độ cứng thực tế lớn nhỏ độ cứng yêu cầu Nếu độ sụt thực tế nhỏ độ sụt u cầu kho ng 2÷3cm ph i tăng thêm lít nước cho m3 bê tông Nếu độ sụt thực tế nhỏ độ sụt u cầu 4÷5cm tr lên ph i tăng c nước X xi măng cho tỷ lệ không thay đổi hỗn hợp bê tông đ t N tính cơng tác theo u cầu Để tăng cấp độ sụt kho ng 2-3cm cần thêm lít nước Nếu độ sụt thực tế lớn độ sụt yêu cầu kho ng 2-3cm ph i tăng thêm lượng cốt liệu cát đá (sỏi) kho ng 2÷3% so với khối lượng ban đầu Nếu độ sụt thực tế lớn độ sụt yêu cầu kho ng 4÷5cm tr lên ph i tăng thêm đồng th i lượng cốt liệu cát, đá (sỏi) xi măng kho ng 5% so với khối lượng ban đầu Trong trình kiểm tra thực nghiệm cần ghi l i lượng vật liệu thêm vào mẻ trộn để sau điều chỉnh l i bước * Đúc mẫu bê tông: Lấy hỗn hợp bê tông đ t độ sụt để đúc mẫu bê tơng Đúc mẫu khn có kích thước tiêu chuẩn khn mẫu có hình d ng, kích thước khác 56 theo TCVN3105:1993 Số mẫu đúc thư ng 3, mẫu tùy thuộc vào cư ng độ bê tông cần ph i xác định thêm tuổi *Xác định kh i lượng thể tích hỗn hợp bê tơng lèn chặt: Ngay sau đúc mẫu, cần xác định khối lượng thể tích hỗn hợp bê tơng lèn chặt khuôn − mk m ρ vh = k + bt ( kg / l ) Vk Trong đó: - ρvh : Khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông lèn chặt (kg/l) - mk + bt: Khối lượng khuôn chứa hỗn hợp bê tông đúc mẫu (kg) - mk : Khối lượng khn (kg) - Vk : Thể tích khn (lít) * Xác định thể tích thực tế mẻ trộn thí nghiệm: Trong q trình kiểm tra thực nghiệm, thêm nguyên vật liệu vào để hỗn hợp bê tơng đ t tính dẻo yêu cầu nên thể tích mẻ trộn thí nghiệm dự kiến ban đầu thay đổi, cần tính thể tích thực tế mẻ trộn (3 mẻ cho thành phần) công thức sau: X + N + C1 + Ð1 Vm = (lít) ρ vh Trong : - Vm : Thể tích thực mẻ trộn thí nghiệm (lít) - X1 ; N1 ; C1 ; Đ1 : Lượng xi măng, nước, cát, đá (sỏi) dùng mẻ trộn thí nghiệm sau kiểm tra kể c nguyên vật liệu thêm vào (kg) * Kiểm tra cường độ : Sau b o dưỡng điều kiện tiêu chuẩn đủ 28 ngày, mẫu xác định cư ng độ chịu nén theo TCVN 3118:1993 Nếu mẫu thí nghiệm có hình dáng kích thước khơng tiêu chuẩn ph i chuyển cư ng độ mẫu tiêu chuẩn Trên s thành phần thí nghiệm, chọn thành phần có cư ng độ nén thực tế (Rtt) vượt mác bê tông yêu cầu thiết kế theo cư ng độ nén Nếu trộn bê tông tr m trộn tự động lấy độ vượt mác kho ng 10% Nếu trộn bê tông tr m trộn cân đong thủ cơng lấy độ vượt mác kho ng 15% B ớc 3: Xác định lại khối l ợng vật liệu th c tế cho 1m3 bê tông * Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông chưa kể đến độ ẩm c t liệu trường: Trong trình kiểm tra thực nghiệm ta thêm nguyên vật liệu để bê tông đ t yêu cầu kỹ thuật nên liều lượng vật liệu cho 1m3 bê tông thay đổi ph i tính l i Tiến hành tính l i liều lượng vật liệu theo công thức sau : X C X' = × 1000 (kg) ; C' = ì 1000 (kg) Vm Vm Đ N N' = × 1000 (l) ; Ð' = × 1000 (kg) Vm Vm 57 Trong : -X1, N1,C1,Đ1 : - Lượng xi măng , nước, cát, đá (sỏi) dùng cho mẻ trộn thí nghiệm tích Vm (lít) sau kiểm tra (kg) -X’; N’; C’; Đ’ : - Lượng xi măng, nước, cát, đá (sỏi) dùng cho 1m3 bê tông sau kiểm tra (kg) * Thành phần vật liệu ẩm: Khi tính toán sơ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tơng ta gi thiết ngun vật liệu hồn tồn khô, thực tế cát đá bị ẩm nên ph i tính đến để điều chỉnh l i lượng nguyên vật liệu cho xác Lượng nguyên vật liệu ẩm trư ng tính theo công thức sau: Xht = X’(kg) Cht = C’.(1 + WC) (kg) Đht = Đ’.(1 + WĐ)(kg) Nht = N’ - (C’.WC + Đ’.WĐ) (lít) Trong -Xht, Cht, Đht, Nht: lượng xi măng, cát ẩm, đá ẩm nước sử dụng cho 1m3 bê tông trư ng (kg) -X’, C’, Đ’, N’: lượng xi măng, cát, đá, nước, theo thiết kế điều kiện cốt liệu khô cho 1m3 bê tông (kg) - WC ,WĐ : độ ẩm cát đá (%) Như qua bước tính sơ bộ, kiểm tra thực nghiệm điều chỉnh l i ta xác định thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông Tùy theo điều kiện thi cơng thực tế mà ta biểu thị cấp phối theo cách khác Nếu điều kiện thi cơng bê tơng khơng có thiết bị định lượng cân (kg) ta nên biểu thị cấp phối tỷ lệ pha trộn theo thể tích, lấy thể tích tự nhiên xi măng làm chuẩn 3.5.3 Cách xác định thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông ph ng pháp tra bảng kết hợp với th c nghiệm a Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3 bê tơng Căn vào tính chất lý chủ yếu vật liệu, mác bê tông yêu cầu, tiêu tính dẻo cần thiết hỗn hợp bê tơng, ngư i ta tính thành phần vật liệu cho lo i bê tông mác thông thư ng (100-400) lập b ng theo phụ lục Ví dụ: B ng tra thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông dùng xi măng PC40 (hoặc PCB40), độ sụt hỗn hợp bê tông 6-8 cm, đá dăm có Dmax = 20 với lo i bê tông mác 150-400 sau: B ng 3-20 Thành phần Mác bê tông Đ n vị vật liệu 150 200 250 300 350 400 Xi măng Kg 246 296 344 394 455 458 Cát vàng m 0,495 0,475 0,456 0,436 0,400 0,424 Đá dăm m 0,891 0,881 0,872 0,862 0,851 0,861 Nước Lít 195 195 195 195 200 181 Phụ gia Phụ gia dẻo hóa 58 Ghi chú: Đá dăm có (40- 70)% cỡ 0,5 x cm (60 - 30)% cỡ x cm b Nguyên tắc c a ph ng pháp Trên gi thiết điều kiện nguyên vật liệu tính chất hỗn hợp bê tơng bê tơng ngư i ta tính tốn kiểm tra để có liều lượng vật liệu cho lo i bê tông thông dụng Nhưng thực tế thi cơng với liều lượng vật liệu hỗn hợp bê tơng bê tơng chưa đ t yêu cầu theo thiết kế trước thi cơng thức ta ph i kiểm tra l i để có điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện thực tế t i công trư ng Như nguyên tắc phương pháp tra b ng để tìm sơ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tơng sau ph i kiểm tra thực nghiệm để có thành phần hợp lý c Các b ớc th c Bước 1:Tra bảng xác định sơ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông Khi tra b ng xác định sơ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông cần ph i vào yếu tố : - Lo i mác xi măng - Độ sụt - Dmax cốt liệu lớn - Mác bê tông Sau tra b ng xác định thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông cần lập thành phần định hướng tương tự phương pháp tính kết hợp với thực nghiệm Bước 2: Kiểm tra thực nghiệm (tương tự phương pháp tính kết hợp với thực nghiệm) Bước : Xác định lại khối lượng vật liệu thực tế cho 1m3 bê tơng (tương tự phương pháp tính kết hợp với thực nghiệm) 3.5.4 Hệ số sản l ợng bê tông ng dụng a Hệ số sản l ợng bê tông Trong thực tế, chế t o bê tông vật liệu sử dụng tr ng thái tự nhiên (VVX; VVC; VVĐ) thể tích hỗn hợp bê tơng sau nhào trộn (Vb) luôn nhỏ tổng thể tích tự nhiên nguyên vật liệu, điều thể hệ số s n lượng bê tông β β = V VX Vb + V VC + V V§ Khi biết lượng nguyên vật liệu cho 1m3 bê tông t i trư ng hệ số s n lượng bê tơng xác định theo công thức sau : β= X ht ρ VX ht 1000 C ht § ht + + ρ VC ht ρ V§ ht Trong - Xht, Cht, Đht: - Khối lượng xi măng, cát, đá (sỏi) dùng cho 1m3 bê tông (kg) - ρVXht ; ρVCht ; ρVĐht : Khối lượng thể tích xi măng, cát, đá(sỏi) t i trư ng (kg/l) 59 Tùy thuộc vào độ rỗng cốt liệu, giá trị β thực tế thư ng 0,6 - 0,7 b ng dụng Hệ số s n lượng bê tông ứng dụng để tính lượng nguyên vật liệu cho mẻ trộn máy có dung tích s n xuất (hay dung tích hữu ích) thùng trộn Vo (l) β V β V N0 = N ht (l) X0 = X ht (kg) ; 1000 1000 β V β V Ð0= Ð ht (kg) C0 = C ht (kg) ; 1000 1000 Trong : - Xo, No, Co, Đo: - Lượng xi măng, nước, cát, đá (sỏi) dùng cho mẻ trộn (kg) - Xht, Nht, Cht, Đht: - Lượng xi măng, nước, cát, đá (sỏi) dùng cho 1m3 bê tông t i trư ng (kg) Để dễ áp dụng ngồi thực tế cơng trư ng khơng có điều kiện định lượng cân tự động ta nên chuyển đổi khối lượng cát, đá theo thể tích 3.6 V a xây d ng 3.6.1 Khái niệm phân loại v a xây d ng a Khái niệm Tương tự bê tông, vữa xây dựng lo i vật liệu đá nhân t o thành phần bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu nhỏ phụ gia Các thành phần nhào trộn theo tỷ lệ thích hợp, nhào trộn hỗn hợp có tính dẻo gọi hỗn hợp vữa, sau cứng rắn có kh chịu lực gọi vữa Phụ gia có tác dụng c i thiện tính chất hỗn hợp vữa vữa Do khơng có cốt liệu lớn nên cư ng độ chịu lực vữa thấp so với bê tông sử dụng lượng lo i chất kết dính Mặt khác vữa có cốt liệu nhỏ, xây trát ph i tr i thành lớp mỏng, diện tích tiếp xúc với xây, với mặt trát với khơng khí lớn, nước dễ bị đi, lượng nước nhào trộn vữa cần lớn so với bê tông b Phân loại Vữa xây dựng thư ng phân lo i theo lo i chất kết dính, theo khối lượng thể tích theo cơng dụng vữa Theo chất kết dính: vữa xi măng, vữa vơi, vữa th ch cao vữa hỗn hợp (xi măng - vôi; xi măng - đất sét) Theo khối lượng thể tích: vữa nhẹ ρv ≤1500 kg/m3 , vữa nặng ρv > 1500 kg/m3, Theo công dụng: vữa xây, vữa trát, vữa láng, lát, ốp, vữa trang trí, vữa chống thấm v.v 3.6.2 Vật liệu chế tạo v a a Chất kết dính Để chế t o vữa thư ng dùng chất kết dính vơ vơi khơng khí, th ch cao xây dựng, xi măng pooclăng, xi măng pooclăng hỗn hợp lo i xi măng pooclăng khác 60 Việc lựa chọn sử dụng lo i chất kết dính ph i đ m b o cho vữa có cư ng độ độ ổn định điều kiện cụ thể Trong mơi trư ng khơng khí khơ, cơng trình t m nên dùng vữa vơi (nếu nguồn cung cấp thuận lợi rẻ tiền) Để đ m b o cư ng độ độ dẻo khơng có u cầu đặc biệt nên dùng vữa tam hợp mác 10 - 75 Trong môi trư ng ẩm ướt nên dùng vữa xi măng mác 75-150 Vôi rắn khơng khí thư ng dùng d ng vôi nhuyễn bột vôi sống Nếu dùng vôi nhuyễn ph i lọc s ch h t s n Th ch cao thư ng sử dụng để chế t o vữa trang trí, có độ mịn bóng cao b Cốt liệu Cốt liệu cát xương chịu lực cho vữa đồng th i cát có tác dụng chống co ngót cho vữa làm tăng s n lượng vữa Để chế t o vữa sử dụng cát thiên nhiên cát nhân t o nghiền từ lo i đá đặc đá rỗng Chất lượng cát có nh hư ng nhiều đến cư ng độ vữa Cát ph i đ m b o yêu cầu chủ yếu theo b ng 3-21 B ng 3-21 M c theo mác v a Tên tiêu Nhỏ h n Lớn h n 75 75 1- Môđun độ lớn không nhỏ 0,7 1,5 2- Sét, t p chất d ng cục khơng có Khơng có 3- Lượng h t lớn mm khơng có khơng có 4- Khối lượng thể tích, kg/m , khơng nhỏ 1150 1250 5- Hàm lượng bùn, bụi sét bẩn,%, không lớn 10 6- Hàm lượng muối sunfat, sunfit tính SO3 theo % khối lượng cát, không lớn 7- Lượng h t nhỏ 0,14mm, %, không lớn 35 20 c Phụ gia Khi chế t o vữa dùng tất c lo i phụ gia bê tông Việc sử dụng phụ gia lo i nào, hàm lượng ph i kiểm tra thực nghiệm d N ớc Nước dùng để chế t o vữa nước s ch Tuỳ theo mục đích sử dụng hàm lượng t p chất ph i tho mãn TCVN 302: 2004 3.6.3 Các tính chất c c a hỗn hợp v a v a a Độ l u động c a hỗn hợp v a Độ lưu động hỗn hợp vữa tính chất quan trọng đ m b o suất thi công chất lượng khối xây Độ lưu động đánh giá độ cắm sâu vào hỗn hợp vữa côn tiêu chuẩn nặng 300 ± 2g (hình 3-11), độ lưu động tính cm xác định sau: 61 Hình 3-11: Dụng cụ thử độ lưu động vữa 1.Mũi cơn; 2.Xơ đựng vữa 3.Đồng hồ có vạch chia; c vặn ; 8-Bảng chia ;9- Phễu Hỗn hợp vữa trộn xong đổ vào phễu, dùng thép φ10 φ12 đầm vào vữa phễu 25 sau lấy bớt vữa cho mặt vữa thấp miệng phễu cm Dằn nhẹ phễu - lần mặt bàn hay cứng Đặt phễu côn h côn xuống cho mũi ch m vào mặt vữa th vít cho côn rơi tự xuống hỗn hợp vữa phễu Đọc mức đồng hồ đo để xác định độ cắm sâu côn (S, cm) Độ lưu động hỗn hợp vữa lấy theo kết qu trung bình cộng hai lần thử lấy mẫu vữa Độ lưu động hỗn hợp vữa bê tông phụ thuộc vào nhiều yếu tố lượng nước nhào trộn, lo i chất kết dính, lượng chất kết dính b C ờng độ chịu l c c a v a Định nghĩa mác vữa Cư ng độ chịu nén tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng lo i vữa thông thư ng Cư ng độ chịu nén vữa xác định thí nghiệm mẫu vữa hình khối có c nh 7,07cm Dựa cư ng độ chịu nén mà định mác vữa Mác vữa trị số giới h n cư ng độ chịu nén trung bình mẫu vữa hình khối lập phương có c nh 7,07 cm, chế t o b o dưỡng 28 ngày điều kiện tiêu chuẩn (to = 27± 2oC, cịn độ ẩm tùy thuộc vào lo i chất kết dính sử dụng vữa) Theo tiêu chuẩn TCVN 4314 :1986, có lo i mác vữa thơng dụng sau : ; 10 ; 25 ; 50 ; 75 ; 100 ; 150 ; 200 ; 300 Phương pháp xác định Giới h n bền chịu nén vữa thử cách nén vỡ mẫu vữa hình lập phương kích thước 7,07 x 7,07 x 7,07 cm nửa mẫu dầm sau chịu uốn Xác định mẫu lập phương có kích thước 7,07 x 7,07 x 7,07 cm Khi hỗn hợp vữa có độ lưu động nhỏ cm, mẫu đúc khn thép có đáy, cịn hỗn hợp vữa có độ lưu động lớn cm mẫu đúc khn thép khơng có đáy Sau b o dưỡng đủ số ngày quy định mẫu vữa đem nén Kết qu phép thử tính trung bình cộng giá trị viên mẫu thử Sai số kết qu viên mẫu với giá trị trung bình khơng vượt ± 15% với mẫu t o hình dưỡng hộ phịng thí nghiệm khơng vượt ± 20% với mẫu chế t o t i công trư ng Nếu trong viên mẫu thử không đ t yêu cầu ph i tiến hành thực l i Xác định nửa mẫu dầm sau chịu u n: Để xác định cư ng độ chịu nén vữa ngư i ta sử dụng nửa mẫu dầm sau chịu uốn, mẫu dầm có kích thước 160 x 40 x 40 Để chuyển giới h n bền chịu nén vữa xác định cách thử nửa mẫu dầm sang giới h n bền chịu nén xác định mẫu lập phương điều kiện chế t o b o dưỡng nhân với hệ số 0,8 cho mẫu vữa mác 100 Với vữa mác từ 100 tr lên giới h n bền nén mẫu nửa dầm giới h n bền nén mẫu lập phương 62 Các yếu tố ảnh hưởng tới cường độ chịu lực vữa Cư ng độ chịu lực vữa phụ thuộc vào lo i chất kết dính, lượng chất kết dính, tỷ lệ nước/chất kết dính, chất lượng cát, điều kiện b o dưỡng th i gian cứng rắn c Tính chống thấm Vữa trát mặt ngồi khối xây cơng trình chịu áp lực nước cần ph i có tính chống thấm tương ứng Tính chống thấm xác định cách cho mẫu vữa dày cm chịu áp lực nước lúc đầu 0,5 atm, sau gi tăng lên atm, sau gi tăng 1,5 atm, sau gi tăng atm để 24 gi mà nước không thấm qua coi vữa có tính chống thấm 3.6.4 Xác định thành phần vật liệu cho v a a Khái niệm chung Tương tự bê tông để có cấp phối vữa xác ph i tiến hành tính tốn tra b ng tìm sơ thành phần vật liệu cho 1m3 vữa, sau kiểm tra thực nghiệm điều chỉnh l i cho phù hợp với điều kiện thực tế b Xác định thành phần vật liệu cho v a ph ng pháp tra bảng kết hợp với kiểm tra th c nghiệm Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3 v a Căn vào tính chất lý chủ yếu vật liệu, lo i vữa, mác vữa yêu cầu, ngư i ta tính thành phần vật liệu cho lo i vữa mác thông thư ng (25-150) lập b ng theo phụ lục Ví dụ: thành phần vật liệu cho 1m3 vữa xi măng dùng xi măng PC30 (hoặc PCB 30) cát có mơ đun độ lớn Mđl > 2, cho lo i mác vữa b ng 3-22: B ng 3-22 Thành phần Mác v a Đ n vị vật liệu 25 50 75 100 125 Xi măng kg 116,01 213,02 296,03 385,04 462,05 Cát vàng m 1,19 1,15 1,12 1,09 1,05 Các b ớc th c Bước 1:Tra bảng tìm sơ thành phần vật liệu cho 1m3 vữa Khi tra b ng tìm sơ thành phần vật liệu cho 1m3 vữa cần ph i vào yếu tố : - Lo i vữa (vữa xi măng, vữa tam hợp) - Lo i mác ximăng - Môdun độ lớn cát - Mác vữa B ớc 2: Kiểm tra thực nghiệm Chuẩn bị liều lượng vật liệu: Lấy số liệu tính tốn làm chuẩn, tính thêm hai thành phần vữa với lượng xi măng chênh lệch ± 15% Dùng thành phần để thí nghiệm Lượng xi măng thành phần thí nghiệm tính cho lít cát Trộn vữa thí nghiệm điều chỉnh độ dẻo: 63 Đổ lít cát vào ch o trộn, đổ tiếp xi măng dùng bay trộn xi măng cát khơ phút Sau đổ nước vào (nếu vữa xi măng - cát) cho nước vào vơi hồ hịa thành sữa vơi đổ vào (nếu vữa tam hợp) Trộn thêm - phút thấy hỗn hợp vữa đồng đem thử độ dẻo Khi thử độ dẻo hỗn hợp vữa, trị số thu lớn yêu cầu cho thêm - 10% khối lượng xi măng cát tính, trộn thêm - phút thử l i Nếu trị số nhỏ yêu cầu cho thêm - 10% nước vào Cứ đ t độ lưu động yêu cầu tiến hành đúc mẫu Đúc mẫu xác định cường độ: Sau t o vữa có độ dẻo yêu cầu, từ mẻ trộn cần đúc ba mẫu có kích thước 70,7 x 70,7 x 70,7 (hoặc 40 x 40 x 160) Các mẫu sau b o dưỡng đủ 28 ngày quy định đem nén để xác định cư ng độ chịu nén vữa Từ thành phần thí nghiệm, thành phần đ t mác yêu cầu chọn để thi công B ớc : Xác định lại khối lượng vật liệu thực tế cho 1m3 vữa Tương tự bê tông ta xác định l i thành vật liệu cho 1m3 vữa sau kiểm tra thực nghiệm biểu thị cấp phối cách dễ áp dụng trư ng 3.6.5 V a khô chế tạo sẵn Hiện ngư i ta chế t o lo i vữa khô trộn sẵn từ xi măng, cát để phục vụ cho công tác sửa chữa kết cấu bị hư hỏng xây dựng thi công với khối lượng vữa không lớn mà yêu cầu ph i dùng lo i vữa có chất lượng cao Để chế t o vữa lo i ph i sử dụng cát có thành phần h t hợp qui ph m, rửa s ch sấy khô Khi chế t o vữa lo i pha thêm phụ gia để c i thiện tính dẻo tốc độ rắn cư ng độ chịu lực vữa việc pha trộn phụ gia ph i thí nghiệm kiểm tra để xác định nh hư ng hàm lượng thích hợp phụ gia vữa Yêu cầu kỹ thuật vữa ph i thỏa mãn TCVN 4314: 2003 Vữa khô chế t o có thành phần thích hợp với mác vữa thông dụng M50, M75, M100, M150 Lo i vữa xây tô chế t o sẵn thư ng đóng bao xi măng với khối lượng ;10 ; 20 ; 50 kg Để đ m b o chất lượng, vữa khô ph i b o qu n xi măng để chống ẩm 64